Aangezien de polaire vortex van deze winter momenteel extreme ijzige uitbarstingen van Arctisch weer naar sommige delen van het noordelijk halfrond, zoals het noordoosten van de VS, stuurt, wetenschappers gebruiken windinformatie van ESA's Aeolus-satelliet om meer licht te werpen op dit complexe fenomeen.

De polaire vortex is een enorme massa ijskoude lucht hoog boven de Noordpool in de polaire stratosfeer. Het wordt omgeven door een sterke luchtstraal die tegen de klok in langs de grens van de vortex wervelt. De vortex is meestal veel sterker in de winter, bittere koude lucht opgesloten rond het noordpoolgebied.

Echter, soms kan de vortex verzwakken, vervormd raken of zelfs in tweeën worden gesplitst en verder naar het zuiden dwalen, invloed op het weer en de jetstream verderop in de troposfeer, mogelijk ongewoon koud weer en sneeuw naar lagere breedtegraden brengen.

Een meteorologische gebeurtenis die de polaire vortex kan verstoren, staat bekend als een 'plotselinge stratosferische opwarming, " en dat is wat er de afgelopen maanden is gebeurd. Elk jaar komen er tot op zekere hoogte plotselinge opwarmingen van de stratosferen voor, maar de huidige gebeurtenis is gecategoriseerd als belangrijk, en komt minder vaak voor.

Dergelijke dramatische gebeurtenissen zorgen ervoor dat de sterke wind rond de rand van de polaire vortex verzwakt of omkeert, waardoor de temperatuur van de polaire stratosfeer snel met tientallen graden Celsius stijgt.

Aangezien deze gebeurtenissen extreme weersomstandigheden in Europa en Noord-Amerika kunnen veroorzaken, ze zijn van wetenschappelijk en praktisch belang. Echter, de betrokken processen worden niet volledig begrepen, en tot voor kort waren er grote technische uitdagingen bij het meten van wind vanuit de ruimte, die nodig is om zo'n grootschalig evenement te meten en te monitoren.

Gelukkig, wetenschappers hebben nu ESA's Aeolus-satelliet bij de hand om meer te begrijpen over waarom en hoe de polaire vortex uit balans wordt geduwd.

Aeolus is de eerste satelliet in een baan die de winden van de aarde rechtstreeks vanuit de ruimte profileert.

Het werkt door korte, krachtige pulsen van ultraviolet licht van een laser en meet de Doppler-verschuiving van de zeer kleine hoeveelheid licht die door moleculen en deeltjes naar het instrument wordt verstrooid om profielen van de horizontale snelheid van de wereldwinden te leveren, meestal in de oost-west richting in de onderste 26 km van de atmosfeer.

Hoewel Aeolus alleen wind meet in het onderste deel van de atmosfeer, het onderste deel van de huidige stratosferische polaire vortexstraal laat een handtekening achter in de gegevens van de satelliet.

Corwin Wright, Royal Society research fellow aan de Universiteit van Bath in het VK, zei, "Veranderingen in de windstructuur bij een plotselinge opwarming van de stratosfeer zijn nog nooit eerder rechtstreeks op wereldschaal waargenomen. Tot nu toe, ons begrip van deze veranderingen is ontwikkeld met behulp van puntmetingen, metingen langs gelokaliseerde vliegroutes van vliegtuigen, door het gebruik van temperatuurwaarnemingen, en, in de eerste plaats, computermodellen en assimilatieve analyses.

"Echter, we kunnen nu nieuwe metingen van Aeolus gebruiken, de eerste satelliet die winden direct in de bovenste troposfeer en de onderste stratosfeer kan waarnemen, om dit proces observerend te bestuderen tijdens deze huidige grote gebeurtenis."

Anne Grete Straume, ESA's Aeolus-missiewetenschapper, commentaar, "We observeren momenteel een polaire vortexgebeurtenis waarbij we het in tweeën zien splitsen, met één ronddraaiende luchtmassa boven de Noord-Atlantische Oceaan en één over de noordelijke Stille Oceaan.

"De splitsing leidt tot veranderingen in de troposferische circulatie waardoor koude luchtmassa's van de polen gemakkelijker kunnen ontsnappen naar lagere breedtegraden. Op dit moment, delen van Noord-Amerika lijken kouder weer te hebben dan Europa, hoewel we de afgelopen weken hebben gezien dat koude lucht vrij ver naar het zuiden in Europa reikte, waardoor, bijvoorbeeld, zware sneeuwval in Spanje.

"Wat wetenschappers ook graag zouden willen begrijpen, is of plotselinge opwarmingsgebeurtenissen in de stratosfeer mogelijk vaker voorkomen als gevolg van klimaatverandering. Ook hiervoor, Aeolus-windgegevens zullen erg belangrijk zijn om de mechanismen die deze weersomstandigheden veroorzaken beter te begrijpen.

"Het is nog te vroeg om wetenschappelijke conclusies te trekken uit onze Aeolus-gegevens, maar er wordt zeker gewerkt om nieuw licht te werpen op waarom dit seizoensgebonden fenomeen soms extreem kan zijn - let op deze ruimte."